¿Qué son los algoritmos de consenso? Una guía para principiantes

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La Distributed Ledger Technology (DLT) y la blockchain son la base tecnológica para que existan las criptomonedas. Estas redes descentralizadas operan gracias a distintos algoritmos de consenso como Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) y Proof-of-Authority (PoA).

Estos algoritmos son esenciales para validar y crear nuevos bloques en las cadenas. Sin ellos, tanto realizar transacciones como ejecutar smart contracts sería imposible. A continuación te detallamos sus características, ventajas y desventajas.

En esta guía:


¿Para qué sirven los algoritmos de consenso?

La razón de por qué los algoritmos de consensos son tan importantes, es que toda transacción en una blockchain debe ser validada.

Para hacerlo de forma segura y transparente, las redes deben tener una serie de regulaciones. En otras palabras, un algoritmo que permita su buen funcionamiento. Y en base a esto, surgen los protocolos de consenso.

Con estos mecanismos, los desarrolladores blockchain dejan estipulada la forma en que los nodos tendrán que ponerse de acuerdo, lo que es fundamental para la seguridad de cualquier proyecto. Además, lo define en muchos aspectos.

Blockchain

Uno de ellos es el esfuerzo computacional necesario para crear un nuevo bloque. Mientras más complejo sea, más energía consumirá la red. Esto afecta directamente a la velocidad de las transacciones y en las tarifas que tendrán que pagar los usuarios.

Por otra parte, los protocolos de consenso definen su escalabilidad y centralización. Con más validadores se consigue una blockchain más descentralizada, pero cuando el número es menor, será más escalable.

Si quieres desarrollar tu propio proyecto o navegar por la Web3, te invitamos a conocer las características de los protocolos Proof-of-Work (PoW), Proof-of-Stake (PoS) y Proof-of-Authority (PoA).


Proof-of-Work (PoW): el protocolo de consenso de Bitcoin

Para conocer los orígenes del Proof-of-Work (PoW), es necesario retroceder en el tiempo. A mediado de los años 90, varios desarrolladores buscaron la forma de dificultar el envío de correos electrónicos spam.

De todos modos, su concepto teórico fue introducido por Hal Finney, en 2004. En su trabajo, el pionero cripto propuso utilizar este protocolo de consenso como método de seguridad en las transacciones.

Pero no fue hasta el 31 de octubre de 2008 cuando Satoshi Nakamoto —figura que en la actualidad sigue siendo anónima— publicó el Whitepaper “Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System”.

Whitepaper Bitcoin Proof of Work

Nakamoto rescata el trabajo de Finney y señala a Proof-of-Work (PoW) como algoritmo de consenso para Bitcoin (BTC). Sobre el documento José Manuel Peñuela, trader de BeInCrypto en español, comenta:

“Nakamoto deja escrito que su objetivo es dar más interdependencia al usuario, permitiendo transacciones directas sin ningún tipo de intermediario, resolviendo también el doble gasto”.

Proof-of-Work (PoW), como su nombre lo indica, se basa en el trabajo que realizan los mineros encargados de resolver una serie de ecuaciones matemáticas para validar las transacciones de la red.

Los mineros necesitan computadoras de gran potencia con el fin de competir con otros. Cuando uno logra resolver la ecuación, el bloque queda validado y se añade a la blockchain, momento en el que los mineros reciben la recompensa por su trabajo con criptomonedas.

Tal algoritmo de consenso hace que sea muy costoso para un atacante monopolizar la red. Esto se debe a que si alguien intenta agregar un nuevo bloque a la cadena, tendría que rehacer todo el trabajo que se ha realizado desde que se creó el último.

Proof of Work protocolos de consenso

Los dos proyectos más importantes que utilizan este protocolo de consenso son Bitcoin (BTC) y Ethereum (ETH). Y si bien se considera descentralizado, en la red de Bitcoin existen grupos de mineros que controlan un alto porcentaje del poder computacional.

También ha recibido críticas por el gran consumo energético que requiere. Por ejemplo, la red de Bitcoin (BTC) produce una enorme cantidad de dióxido de carbono (CO2), superando incluso a países enteros.


Proof-of-Stake (PoS): validación por staking

El mecanismo Proof-of-Stake (PoS) nace gracias al desarrollador Sunny King en 2011. En su Whitepaper PPCoin: Peer-to-Peer Crypto-Currency with Proof-of-Stake, detalla los cuatro problemas que el PoS soluciona:

  • Lentitud en las transacciones y falta de escalabilidad.
  • Una centralización cada vez mayor en la red.
  • La contaminación.
  • El fin de la amenaza del ataque de la mayoría.

Para King, dichas desventajas eran propias del Proof-of-Work (PoW). PoS permite a los usuarios validar las transacciones en función de su participación en la red, en vez de resolver los problemas matemáticos con la minería.

Su proceso de validación se basa en el número de criptos que tengan los nodos puestas en reserva, a través de un bloqueo llamado staking.

Al hacer esto, las personas reciben ganancias pasivas a lo largo del tiempo. A mayor cantidad de monedas puestas en staking, mayor es la recompensa.

Una de las ventajas del Proof-of-Stake (PoS) es su rapidez en el procesamiento de transacciones. Asimismo es más amigable con el medio ambiente, ya que no es necesario adquirir equipos informáticos especiales para participar en la red, lo que también reduce el valor de las tarifas.

Además, los sistemas PoS permiten participar con una cantidad de dinero mucho menor que la inversión requerida para minar.

No obstante, la principal inquietud que genera este protocolo de consenso es el riesgo de centralización, pues algunas partes podrían controlar la red.

Entre los proyectos PoS más populares están Cardano (ADA); que ha demostrado su preocupación por el cuidado de la naturaleza; Polkadot (DOT), al operar con el derivado Nominated Proof-of-Stake (NPoS); y Solana (SOL), que además agrega su sistema Proof-of-History (PoH).

Este protocolo ha ido ganando adeptos dentro del ecosistema cripto. Al punto de que Vitalik Buterin ya lo incorporó en su plan de modernización de la red de Ethereum, en lo que será el paso a ETH 2.0.


Proof-of-Authority (PoA): una solución centralizada

El mecanismo Proof-of-Authority (PoA) es un algoritmo que, a diferencia del Proof-of-Work (PoW) y Proof-of-Stake (PoS), exige conocer la identidad de los nodos. El término fue propuesto en 2017 por el cofundador de Ethereum y creador de Polkadot, Gavin Wood.

Por ello este protocolo de consenso es notablemente más centralizado que el PoW y el PoS. Pero a causa de que el creador de la blockchain debe utilizar un estándar para seleccionar a los validadores, su funcionamiento se basa en la confianza.

Así, PoA incorpora un enfoque de seguridad más humano, desechando la necesidad de un protocolo de consenso complejo y costoso como el Proof-of-Work (PoW). Una de las más reconocidas es la BNB Chain de Binance, que opera con el derivado Proof-of-Staked Authority (PoSA).

BNB Chain Samy Karim

PoA es una solución a considerar para empresas con necesidades logísticas complejas, ya que estas blockchains pueden llegar a ser bastante eficientes y escalables. Por ejemplo, con este protocolo de consenso se pueden administrar cadenas de suministro o rastrear transacciones financieras.

Y si bien es bastante seguro, no significa que sea infalible. Al conocerse los validadores, los atacantes pueden intentar manipularlos u obligarlos a actuar de manera deshonesta.


Conclusión

Tanto Proof-of-Work (PoW) como Proof-of-Stake (PoS) y Proof-of-Authority (PoA) tienen sus ventajas y desventajas. Por lo mismo, serán los desarrolladores y los usuarios quienes definan el tipo de red en la que quieren operar.

En primer lugar, Proof-of-Work (PoW) ofrece una forma segura de confirmar transacciones pero tiene algunos inconvenientes como su gasto energético. Algo que afecta en su velocidad, pues aumenta la dificultad de agregar nuevos bloques.

El protocolo de consenso Proof-of-Stake (PoS), por otra parte, es cada vez más popular. Gracias a la participación de nodos que operan a través de criptomonedas bloqueadas, los mineros dejan de ser necesarios. Sin embargo, esto no significa que todas las blockchains que usan el PoS sean descentralizadas.

Por último, Proof-of-Authority (PoA) es similar al PoS, pero utiliza la verificación de identidad en vez del staking con criptomonedas. En este caso los validadores se eligen en función de su identidad en el mundo real.

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Periodista científico de Santiago de Chile, con larga experiencia en la divulgación. Como inversionista autodidacta de criptomonedas busca empoderar a las personas a través de la información. Editor y Embajador de BeInCrypto en Español.

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